水稻化肥减量增效技术原理 水稻的化肥种类和用量

水稻药肥减施增效集成技术包括哪些环节？药肥双减会不会导致产量也减少呢？

低茬收种和耕沤灭蛹技术性。选用低茬收种的办法，并在春季二化螟、三化螟蛹期，水稻田翻地沤田7-10天，可解决70%左右过冬虫量，做到进一步降低螟虫物种基数的目地。

香根草诱螟技术性。实验说明，与此同时放一盘稻谷和一蔸香根草在一个大防尘盖中，82.03%的二化螟卵产在香根草上，是稻谷植物里的4.56倍。香根草里面含有对二化螟稚虫具备至死作用的有害活性成分，单宁酸含量高（稻谷的1.3倍）。危害虫害身体内胃蛋白酶活力，导致消化功能紊乱，影响其正常的生理活动，最终死亡。水田四周田坎或马路边栽种香根草操纵稻谷二化螟的绝佳田里合理布局为：丛间隔3-5米、行距50-60米。香根草对灭草剂十分比较敏感，使用灭草剂时要特别注意并对采用隔离措施。

维护非水稻田环境要素技术性。丰富多彩生态农业中的非水稻田环境要素是控制病虫害产生的有效途径。冬天种植绿肥绿色植物、田坎留草（花）等栖境绿色植物、艺术插花栽种莴笋、秕谷草等存款绿色植物、种植芝麻等蜜源植物都可有效丰富多彩非水稻田环境要素。

敌控害技术性。目前我国克星商品分成寄生蜂、捕食性飘虫、捕食螨、捕食性草蛉和觅食蝽几大类，在其中稻谷上商业化的螟黄足绒茧峰、稻螟小肚子茧蜂松和刺毛虫赤眼蜂三种，前两种关键生存三化螟、二化螟与大螟的卵，刺毛虫赤眼蜂关键生存稻纵卷叶螟、稻螟蛉和稻苞虫的卵。应用毒蜂卡，稻纵卷叶螟和二化螟发病率各自减少了60%和80%。除赤眼蜂外，蛛蛛对柑橘木虱有非常好的控制效果。

硅锌协作和配施微肥技术性。湖北省关键稻区土壤层合理硅、锌含量稍低，约70%的土壤缺钙、50%的土壤缺硅，稻谷缺硅造成生孕明显变弱，叶茎歪曲，叶子发生深褐色枯，出穗延迟时间，产生白穗，秕粒增加，发生畸型谷壳，发生牢固阻碍，谷壳发生深褐色小一点这些，稻谷缺钙导致僵苗、坐苑、红苗病、火烤苗的现象。

水稻施肥技术

水稻施肥技术(一)

. 一、水稻吸收养分的基本规律是什么？

水稻正常生长发育所必需的营养元素有碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锌、锰、铜、钼、硼及硅。碳、氢、氧在植物体组成中占绝大多数，是水稻淀粉、脂肪、有机酸、纤维素的主要成分。它来自空气中的二氧化碳和水，一般不需要另外补充。氮、磷、钾三元素是水稻需要量大，单纯依靠土壤供给，不能满足水稻生长发育的需要，必须另外施用，所以又叫肥料三要素。对其他元素需要量有多有少，一般土壤中的含量基本能满足，但随着高产品种的种植，氮、磷、钾施用量增加，水稻微量元素缺乏症也日益增多。

每生产100千克稻谷吸收的氮、磷、钾的数量分别为1.5或1.9千克、0.18或3.82千克，大致比例为2：1：3。由于其中不包括根的吸收和水稻收获前地上部分中的一些养分及落叶等已损失的部分，所以实际水稻吸肥总量应高于此值。而且随着品种、气候、土壤和施肥技术等条件的不同而变化，特别是不同生育时期对氮、磷、钾吸收量的差异十分显著，通常是随着生育时期从秧苗到成熟期的过程中，吸收氮、磷、钾的数量呈正态分布。

二、水稻各生育阶段需肥规律是什么？

氮素吸收规律：水稻对氮素营养十分敏感，是决定水稻产量最重要的因素，水稻一生中在体内具有较高的氮素浓度这是高产水稻所需要的营养生理特性。水稻对氮素的吸收有两个明显的高峰，一是水稻分蘖期，即插秧后两周；二是插秧后7-8周，此时如果氮素供应不足，常会引起颖花退化，而不利于高产。

磷素的吸收规律：水稻对磷的吸收量远比氮肥低，平均约为氮量的一半，但是在生育后期仍需要较多吸收。水稻各生育期均需磷素，其吸收规律与氮素营养的吸收相似。以幼苗期和分蘖期吸收最多，插秧后3周前后为吸收高峰。此时在水稻体内的积累量约占全生育期总磷量的54%左右，分蘖盛期每一克干物质重含（P2O5)最高，约为2.4毫克，此时磷素营养不足，对水稻分蘖数及地上与地下部分干物质的积累均有影响。水稻苗期吸入的磷，在生育过程可反复多次从衰老器官向新生器官转移，至稻谷黄熟时，约60%-80%磷素转移集中于籽粒中，而出穗后吸收的磷多数残留于根部。

钾素的吸收规律：钾吸收量高于氮，表明水稻需要较多钾素，但在水稻抽穗开花前其对钾的吸收已基本完成。幼苗对钾素的吸收量不高，植株体内钾素含量在0.5%-1.5%之间不影响正常分蘖。钾的吸收高峰是在分蘖盛期到拔节期，此时茎、叶钾的含量保持在2%以上。孕穗期茎、叶含钾量不足1.2%，颖花数会显著减少。出穗期至收获期茎、叶中的钾并不像氮、磷那样向子粒集中，其含量维持在1.2%-2%之间。

三、在淹水条件下土壤中的氮、磷、钾会发生什么变化？

淹水条件下氮的变化：水田土壤由于长期淹水，土层分化为两层，其性质很不相同，表面的一薄层为氧化层，厚度仅有数毫米，一般不超过10毫米，其下部为还原层。铵态氮肥或能转化成为铵态氮的氮肥如硫酸铵、碳酸氢铵和尿素等，如施于表面的氧化层会受硝化细菌的作用转化为硝态氮，而硝酸离子不能为土壤胶粒所吸附，于是随水渗漏于下边的还原层，逐渐在反硝化细菌作用下还原成水稻难以吸收利用的气体氮逸失于大气中，这种现象称为反硝化作用。

淹水土壤中磷的变化：水田土壤淹水后磷的供给能力高于非淹水土壤，施入淹水土壤中可溶性磷被固在土壤固相表面，浓度上升比较显著，而且受水田土壤的性质影响很大。淹水后有效磷的增加以磷A值（即土壤有效磷和施用磷肥之比）表示，富含磷酸铁的酸性土壤磷A值较高，而磷酸铁含量低的钙质土壤和腐殖土壤淹水后有效磷却没有增加。因此，土壤淹水后水溶性磷浓度增加，以含铁量低的钙质沙土最明显，含铁量低的酸性沙土次之，再次为近中性黏土，酸性铁质铝土最少。

淹水条件下钾的变化：淹水后土壤中可溶性二价铁离子和锰离子增加，同时将交换性钾置换进入土壤溶液，在某些条件下土壤中存在的过量亚铁离子，会与土壤中钾盐结合形成由K2SO4、F2SO4和水以不同比例组成的难溶性二价盐，从而降低了钾的有效性，铁吸收过多会妨碍钾的吸收。

四、水稻高产施肥的原则及注意事项是什么？

水稻高产施肥的基本原则：重视化肥，配合有机肥，有机肥与无机肥配合施用对改良培肥土壤的效果十分显著，能提高土壤有机质储量，改善土壤有机质组成，增加土壤中氮、磷、钾和微量元素的含量，加强了土壤的保肥性和供肥性，改善土壤物理性质和水分状况。

（1）氮肥、磷肥或氮、磷、钾配合施用。高产栽培条件下极易贪青、倒伏、发生稻瘟病，空秕率增加。因此，在施肥上要坚持氮、磷、钾配合施用。

（2）适量施肥与配方施肥。高产栽培施肥量要适宜，配比合理，要根据不同的地块肥力不同，进行确定施肥量，做到配方施肥确保高产。

（3）高产施肥注意的事项。

①施足基肥。有机肥料分解慢，利用率低，肥效期长养分完全，所以作基肥施用较好。但由于稻区早春气温较低，土壤中的养分释放缓慢，为了促进高产田秧苗早生快发，可以将速效氮肥总量的30%-50%作为基肥施用。磷肥和钾肥均作为基肥施用，也可以留一部分在拔节期施用。

②早施蘖肥。水稻返青后及早施用分蘖肥，可促进低位分蘖的发生，增穗作用明显。分蘖肥分二次施用，一次在返青后，用量占氮肥的25%左右，目的在于促蘖；另一次分蘖盛期作为调整肥，用量在10%左右。目的在于保证全田生长整齐，并起到促蘖成穗的作用。后一次的调整肥施用与否主要看群体长势来决定。

③巧施穗肥。穗肥不仅在数量方面对水稻生长发育及产量形成影响较大，而且施用时期也很关键。穗肥在叶龄指数91左右（倒二叶60%伸出）施，可以促进剑叶生长。当高产群体较繁时，穗肥在叶龄96（减数分裂时期）时施，起到保花作用。

④酌情施粒肥。水稻后期施用粒肥可以提高籽粒成熟度，增加千粒重，要控制好粒肥施用量和施肥方式。

五、为什么水田强调多施有机肥料？

稻田连年种植，每年不但要从土壤中吸收走大量的氮、磷、钾三要素和一定量的钙、镁、硫、铁等元素，而且还要吸收少量的氯、锌、锰、硼、铜、钼等微量元素，大约为氮的10倍，大量的多种营养元素被吸收，还有一部分被淋溶损失，仅靠无机肥料补充远远不能满足水稻生产需要。必须实行有机肥料和无机肥料配合施用。

施用有机肥料，不仅可直接为水稻提供各种丰富的养分，而且还能在土壤微生物对有机物质的分解过程中，使一部分有机质起腐殖化作用，合成土壤腐殖质，这对改善土壤物理性和结构，增加土壤胶体的数量与品质，提高土壤保肥供肥能力方面有很大效果。此外，在有机质分解过程中还可以使水田土壤部分迟效性磷、钾活化，并产生各种促进水稻生长的生理活性物质和维生素B和生长素。

六、化肥在水稻生产中有什么作用？

化肥又称无机肥或矿质肥，是指直接或间接提供植株营养元素，促进生长，增加产量，改善品质的化学物质。水稻在生产过程中需要一定量的大量元素，如氮、磷、钾、硅、硫、钙、镁等。还需要少量的微量营养元素，如铁、锰、锌、钼、铜等水稻生长所需要的这些营养元素土壤中不可能全部提供。因此，只能施化肥来补充不足部分的营养元素。例如根据15N示踪测定，从移栽到最高分蘖期的氮吸收量31%来自土壤氮，69%来自肥料。如果移栽后不能及时追施返青肥和分蘖肥就不能保证有效分蘖。所以说，化肥字水稻生产中起到十分重要的作用。主要作用有：合理补充土壤中缺乏的元素，积累养分，提高土壤肥力，大幅度提高产量；不同阶段施用化肥可以增强水稻对外界不良环境的抵抗能力和减少病虫害的发生‘合理施用化肥可以提高稻米质量，提高稻米的商品价值。

七、氮、磷、钾对水稻的生理作用是什么？

氮对水稻的生理作用：在各种营养元素中氮素对水稻生育和产量的影响最大，水稻不同生育期和器官氮素含量不同。一般茎叶中的含量约为1%-4%，穗中含量为1%-2%。蛋白质是生命的基础物质，氮是构成蛋白质的主要成分，占蛋白质含量的16%-18%。水稻体内的核酸、磷脂、叶绿素及植物激素，某些维生素如维生素B1、维生素B2、维生素B6等重要物质也都含有氮，所以氮素对维持和调节水稻生理功能上具有多方面的作用。

氮素供应适宜时对根部生长快，根数增多，但过量反而抑制稻根生长。氮素能明显促进茎叶生长和分蘖原基的发育，所以植株体内含量越高，叶面积增长越快，分蘖数越多。氮素还与颖花分化及退化有密切关系，一般适量施用氮素能提高光合作用和形成较多的同化产物，促进颖花的分化并使颖壳体积加大，从而可增颖果的内容量，便于提高谷重。

缺氮症状通常表现为叶色失绿、变黄。一般先从下部叶片开始。缺氮会阻碍叶绿素和蛋白质合成，从而减弱光合作用和影响干物质生产。严重缺氮时细胞分化停止，多表现为叶片短小，植株瘦弱，分蘖能力下降，根系机能减弱。氮素过多时叶片拉长下披，叶色浓绿，茎徒长，无效分蘖增加，容易生育过度繁茂，致使透光不良，结实率下降，成熟延迟，加重后期倒伏和病虫害的发生。

磷对水稻的生理作用：水稻茎叶中磷的含量一般为0.4%-1.0%，穗部含磷量比较高，在0.5%-1.4%之间。磷是细胞质和细胞核的重要成分之一，而且直接或见解参与糖、蛋白质和脂肪的代谢，一些高能磷酸又是能量储存的主要场所。磷素供应充足，水稻根系生长良好，分蘖增加，代谢作用旺盛抗逆性增强，并有促进早熟和提高产量的作用。磷参与能量的代谢，存在于生理活性高的部位，因此磷在细胞分裂和分生组织的发育上是不可缺少的，幼苗期和分蘖期更为重要。水稻缺磷植株往往呈暗绿色，叶片窄而直立，下部叶片枯死，分蘖减少，根系发育不良，生育停滞，常导致稻缩苗、红苗等现象发生，生育期推迟，严重影响产量。

钾对水稻的生理作用：水稻不同生育时期茎叶中钾的含量约为1.5%-3.5%，穗部含量较低，一般在0.5%-1%以下。钾在植物体内几乎完全成为离子状态存在，部分在原生质中处于吸附状态。钾与氮、磷不同，它不是原生质、脂肪、纤维素等的组成成分。但在一些重要的生理代谢上如碳水化合物的分解和转移等，钾都具有触媒作用，能促进这些过程的顺利进行。钾还有助于氮素代谢和蛋白质的合成，所以施氮越多，对钾的需量也就相应增加。钾对植物体内多种重要的酶有活化剂的作用。适量钾能提高光合作用和增加稻体碳水化合物含量，并能使细胞壁变厚，从而增强植株抗病抗倒伏的能力。

缺钾时根系发育停滞，容易产生根腐病，叶色边浓绿程度与施氮过多时相似，但叶片比较短。严重缺钾是，首先在叶片尖端产生黄褐色斑点，逐渐扩展至全叶，茎部变软，株高伸长受到抑制。钾在植物体内移动性大，能从老叶向新叶转移，缺钾症先从下部叶片出现。钾不足时淀粉、纤维素、碳水化合物减少，水稻处于繁茂遮阴或光照不足的条件下，增施钾肥后生育大多可以得到改善。

八、主要微量元素对水稻的生理作用是什么？

硫：水稻体内含硫（SO2)量约为0.2%-1.0%，水稻吸收利用的主要是硫酸盐，也可以吸收亚硫酸盐和部分含硫的氨基酸。水稻体内硫素和氮素代谢的关系非常密切。稻株缺硫可破坏蛋白质正常代谢，阻碍蛋白质的合成。

缺硫时植株矮小、叶小，初期色变淡。严重缺乏时叶片上出现褐色斑点，茎叶变黄甚至枯死，分蘖少。根系缺硫反映尤其敏感，当地上部还未明显呈现褐色斑点时根系生长已表现不正常。土壤中含硫过多时，在缺氧条件下转化成为硫化氢可毒害稻根，发生跟腐病。

钙：水稻茎叶中含钙（CaO)量为0.3%-0.7%，穗中含量在成熟期下降至0.1%以下。钙是构成植物细胞壁的元素之一，约60%的钙集中于细胞壁。缺钙时稻株略矮，下部叶尖端变白，后转为黑褐色，叶子不能展开，生长点死亡，根短，根尖为褐色。

镁：水稻茎叶中含镁（MgO)为0.5%-1.2%，穗部含量低。镁是叶绿素成分之一，缺镁叶绿素不能形成，镁是多种酶的活化剂。缺镁时叶片柔软呈波纹状，叶脉黄绿色，从叶尖先枯死，症状从老叶开始。孕穗期前保证充足的镁素营养特别重要。

铁：水稻体内含铁较低，叶片中含量为200-400毫克/千克，老页比嫩页要高，其中相当部分是集中于叶绿体内。铁参与植物体内的呼吸作用，影响与能量有关的生理活动。缺铁叶绿素不能形成，出现失绿症，缺铁现象先从幼叶开始，而老叶仍属正常。在一般情况下土壤中不缺铁。在酸性和长期渍水土壤中铁多被还原成溶解度大的亚铁，如水稻大量吸收会发生亚铁中毒。

锰：锰是水稻体内含量较多的一种微量元素，嫩叶中含500毫克/千克，老叶可达16000毫克/千克。锰能促进水稻种子发芽和生长，并能增强淀粉酶的活力。叶绿素中虽不含有锰，但锰能影响叶绿素的形成。缺锰时，叶绿素合成受阻，光合强度显著受到抑制。正常生育的稻株体内铁和锰之间能保持一定平衡，缺锰则亚铁含量增高，引起亚铁中毒产生失绿现象。当体内含锰量高而亚铁浓度低时，也会由于缺铁产生失绿现象，缺锰植株矮，分蘖少，叶窄而短，严重退绿，先呈黄绿色，后出现深棕色斑点，继之坏死，嫩叶最重。

锌：锌在生长素合成上是不可缺少的，并能催化叶绿素的合成。水稻叶干重的含锌量低限为15毫克/千克。缺锌时叶呈淡绿色，嫩叶基部变黄，叶尖较轻，严重时叶中脉变白稻株顶端受抑制，植株矮，分蘖少，出叶周期拖长，叶尖内卷，老叶下垂，最后枯死。在缺锌土壤上施锌，对水稻有明显增产效果，可以促进生长和提高有效分蘖数，并能提高叶绿素含量和防止早衰。

钼：钼能促进蛋白质的形成，参加稻体内各种氧化还原过程，可消除酸性土壤中铝、锰离子的毒害作用，促进水稻土中自生固氮菌的活力。一般认为水稻植株含钼量最高界限在2毫克/千克以下。缺钼叶变黄绿色，部分叶片发生扭曲，老叶尖端褪绿，逐渐干枯，分蘖少，秕粒多，产量下降。

铜：铜是一些氧化酶的成分，所以它能影响植物体内的氧化还原过程。稻株对铜的需要量极微。缺铜时嫩叶初成青绿色，以后叶尖褪绿，变成黄白色，继之形成棕色枯斑，新叶不能展开，生育推迟。

硼：水稻对硼的需要量极少，硼对氮的代谢和吸收养分上哟促进作用。例如以0.01%硼溶液处理弱光下生长的稻株，测出硼有促进养分向穗部运送的作用，能减少空秕率，提高千粒重。缺硼时生长点细胞分化受阻，花粉发育不正常，影响受精能力，秕粒多，稻株矮小，叶呈深绿色叶中部或尖端处有黄白色斑点，严重时生长点死亡。

九、硅肥在水稻生产中有什么特殊作用？

水稻植株吸收的肥料量占施用肥料量的水稻是吸硅量最多的作物之一，茎叶中的含硅量可达到10%-20%，每生产100千克稻谷稻株要吸收硅酸17-18千克。根部所吸收的硅随蒸腾上移，水分从叶面蒸发，而大部分硅酸却积累于表皮细胞的角质内，形成角质硅酸层，因硅酸不易透水，所以可降低蒸腾强度。充分吸收硅的水稻叶片伸出角度小，叶成直立型，叶片受光姿态好，可增强光合作用能力。硅酸的存在还能增强根部氧化力，能使可溶性的二价铁或锰在根表面氧化沉积，不至于因过量吸收而中毒。同时，促进对其他养分的吸收。施用硅酸，水稻同化作用旺盛，干物质积累量大，从而稀释植物体内氮的浓度，表现为增强耐氮性。施硅酸肥料还可以促使磷向穗部转移。

缺硅水稻体内的可溶性氮和糖类增加，容易诱致菌类寄生而减弱抗病能力。还有的研究认为，茎叶中的硅酸化合物能对病原菌呈现某种毒性而减少危害。水稻生殖生长期如不能满足硅酸的供应，则易降低每穗粒数和结实率，严重时变成白穗。

十、水田各种肥料的利用率是多少？

水稻植株吸收的肥料量占施用肥料量的百分数称为肥料吸收利用率。水田主要肥料的利用率如下：

氮肥的利用率：氮素化肥表施的利用率分别为硫酸铵45.4%，尿素34.8%，碳酸氢铵26.8%。施入土壤中氮素的去向可分水稻吸收、土壤残留、损失三部分。氮肥在稻田的损失，一是反硝化过程，损失约10%-15%，最高可达20%左右；二是施用方法不当，铵态氮通过挥发损失可达5%-50%；三是随水淋失，例如施入稻田的尿素，一般经过两三天水解后转化为铵根离子才能被水稻吸收和土壤胶体吸附，若在24小时内排水，氮素损失量可达10%-20%；四是残留在土壤中的氮除被土壤胶体吸附外，还有10%左右被黏土矿物固定难以释放。

磷肥的利用率：磷肥的利用率一般为10%-25%，平均为14%明显低于氮肥，主要是因为施入土壤中的磷很快和土壤中的铁、铝、钙结合成难溶性磷酸盐（称化学固定作用）。这种固定作用也有有利的一面，可以减少淋洗作用引起的损失，被固定的一部分磷素是弱酸溶性，可供第二年作物吸收利用。稻田在淹水条件下有助于磷素的释放，所以水田土壤有效磷的含量都比相应的旱田土壤高。

钾肥的利用率：由于土壤黏土矿物类型、水分状况和土壤酸、碱性的影响，土壤对钾的固定量差别很大，一般可在11%-77%之间。钾的固定可以减少淋溶损失，在一定条件下还会重新释放出来，通常是干湿交替作用频繁、PH升高，钾的固定量增加。

土壤中钾的消耗主要是水稻吸收和淋失，而钾的补给主要来自于肥料，降雨带来少量的钾，另外残留于土壤中的根茬补充一定的钾。总的来看，土壤中钾的移动性小于硝态氮而大于磷，所以也有一定的淋失量，钾的当年利用率一般为50%-60%。

十一、生产600千克稻谷需要氮、磷、钾三要素是多少？

水稻生产600千克稻谷对氮、磷、钾三要素吸收数量，因不同稻区土壤条件、气候条件以及品种不同而有一定差异。但无论在北方不同生态区，还是同一省内不同稻区，大都是随产量的提高而逐渐增加。生产600千克稻谷一般需要纯氮8.93千克,五氧化二磷6.90千克,氧化钾16.44千克,三要素之比为1:0.77:1.84。

十二、怎样计算和确定每667平方米化肥的施用数量？

施肥量的计算要根据品种、产量指标、土壤肥力、肥料类型等综合资料确定。一般可采用以下公式进行计算：

化肥施用量=计划产量的养分吸收量-土壤供肥量-有机肥供肥量/肥料含养分百分率（%）×肥料利用率（%）

式中计划产量的养分吸收量=每667平方米计划产量（千克）×一千克稻谷需要的营养元素量

土壤供应肥量=无肥区产量的养分吸收量

有机肥供肥量=每667平方米施用量（千克）×含氮量（%）×利用率（%）

一般有机肥含氮量为0.5%，利用率氮为25%，磷为25%，钾为50%，化肥利用率一般氮40%，磷15%，钾50%。

十三、怎样提高水田氮肥的利用率？

氮肥的损失有多种途径，但除氮的挥发损失外，都是通过硝化作用产生的，因此，提高氮肥利用率，主要是以防止铵的硝化为主。

（1）深层施肥。把铵态氮肥或尿素深施到3-5厘米深的还原层中，铵离子为土壤胶体吸附，保持在还原层中避免肥料在氧化层进行硝化作用，以提高氮的利用率。深层施肥可分成球肥深施、全层深施和液肥深施。

（2）氮肥增效剂。又称硝化抑制剂，即使用化学制剂来抑制稻田土壤微生物的反硝化作用，以减少脱氮的损失。目前我国的主要氮肥增效剂有西吡、吡啶等

破解土壤中的“氮”密码 福建省科技成果促肥料减量增效

一块看似肥沃的土地，农民却仍要施用大量的肥料，来维持农产品的产量。土壤之中，到底隐藏着怎样的秘密，让土地“似肥实瘦”？

省农科院土肥所研究员张玉树带领团队采用15N同位素示踪技术，发现通过对土壤的调控，可提高土壤无机氮供应能力，实现氮肥形态与作物氮喜好的耦合，可显著增加作物产量、减少氮肥损失。

在玻璃温室内，张玉树（右一）在讲解土壤氮转化过程。 林霞 摄

“好比说有些人喜欢吃面食、有些人喜欢吃米饭，尽管土壤中存在大量氮素，也需要调控成为不同作物‘喜爱’的氮肥形态，才能让它们尽情吸收。”张玉树说。

基于此，他们根据我省果园、茶园、水田和旱地土壤无机氮供应特征和作物氮素形态喜好，分别制订了基于土壤无机氮供应过程调控的柑橘、茶叶、水稻和马铃薯氮肥减量增效施肥模式4套，累计推广至上百万亩田地中。

为何土壤“似肥实瘦”？

人类对化肥的依赖，可追溯至上世纪60年代初。彼时起，随着化肥的大量施用，粮食产量逐年增加。据联合国粮农组织统计，在全球耕地面积仅增加15.5%的条件下，截至2018年末，以小麦、水稻、玉米计的全球粮食年总产量达26.6亿吨，是1961年的3.6倍。

其中的主要推手，便是氮肥。

有研究表明，福建省氮肥利用效率是国外（如日本）先进水平的84%左右，环境影响却高于国外先进水平。

“化肥的过量施用，不仅会造成大量的经济损失，还会对空气、土壤和水体造成污染，给农业可持续发展带来了巨大的环保压力。”张玉树说。如，过量氮肥容易流失，是导致地下水硝酸盐超标的主要原因；过量氮肥还会增加温室气体排放，导致大气中氧化亚氮的浓度不断上升……

2022年5月，《福建省深入打好污染防治攻坚战实施方案》中提出，“十四五”期间，挥发性有机物、氮氧化物重点工程减排量分别达到1.52万吨、1.10万吨。

在“双碳”背景下，如何在氮肥中做文章，实现温室气体减排，是我省面临的重要而又紧迫的任务。“减少氮肥的使用量，又能保证作物该有的营养吸收，即‘喂得少，却吃得饱、长得好’，才是破解此题的关键。”张玉树说。

早在10年前，张玉树就开始关注“氮肥利用效率低”这一问题。

2012年，张玉树赴 泉州市 永春县 桃城镇人民政府挂职副镇长。芦柑，是永春农业发展的支柱产业。挂职伊始他就一心扑在永春县的芦柑园管理调研工作中。

福建土壤以花岗岩发育的红壤为主，有机质含量低，新开垦果园均为很贫瘠的红壤，随着种植年限的延长，土壤颜色会逐渐加深，趋向于黑褐色。在多家芦柑园中，果农却说，老果园与新果园相比，树体相似、产量相近的果树氮肥用量并无二致。“一旦降低施肥量，芦柑的产量与质量就下降了。”

这里产生了一个矛盾。传统的观念认为，颜色越深的土壤，肥力越强。既是如此，为何“肥”土的肥料用量不能减少？

追踪氮素的迁移“足迹”

原来，土壤中的氮95%左右为有机氮，并不能被作物直接吸收利用，要转化为无机氮（铵态氮、硝态氮）才能供作物使用。

张玉树采用15N同位素示踪技术，在微观世界中追踪氮素的流动“足迹”。“从有机氮，到铵态氮，再到硝态氮，只要给土壤中的氮素装上‘追踪器’，就能知道它们跑哪里去了。”

“追踪器”果然给力，清晰地展示了土壤中氮素的轨迹——

有机氮在一定条件下，会转化为无机氮，包括铵态氮、硝态氮，而铵态氮在一定情况下也能变成硝态氮。这些反应又是可逆的，导致这些调皮的“小家伙”根据“心情”变来变去，而它们的“心情”与环境、气候、土壤酸碱度等都有关系。

“这个时候，如果长期过量施氮肥，土壤的酸化程度会增加，有机氮就不‘乐意’转化成无机氮，这下子氮素就没法被植物吸收了。”张玉树说。

如此一来，土壤“似肥实瘦”的原因找到了，竟是因长期过量施氮肥！这会引起果园土壤酸化，降低了土壤有机氮矿化（转化为无机氮）速率。“就是说，土壤中的氮素‘形态转变’，第一步就被卡住了。”这就解释了土壤氮含量很高，却仍需要施用大量氮肥的原因。

必须摸清植物们的喜好，通过一定方法，“引导”土壤中的氮变成作物喜欢的无机氮形态，这样肥沃的土壤就能被利用，里头的氮素就能成为植物的“口粮”，不至于浪费。

为此，张玉树提出了通过增强土壤自身供氮能力来减少氮肥用量的思路，即通过施用酸性土壤调理剂，增强土壤自身供氮能力，从土壤内部挖掘氮肥减量增效空间。“这区别于以往主要通过肥料改性、改进施肥方法和时间等氮肥减量增效技术。”

初步掌握了“氮”密码，但在实践过程中很快又出现了另一个难题。

永春县桃城镇上沙村，双峰山家庭农场坐落于此，这里经营茶果园面积超过200亩。2018年，负责人姚连枝愁上心头，他的果园按照张玉树提供的“方子”治病，但果树长势却仍未好转。

施了调理剂，减施氮肥，为何果树长势还是不行？

张玉树在老姚的果园中安装了不少地下渗漏水采集和气体采集装置。“收集农田渗漏水和气体排放情况，继续使用15N同位素示踪技术，进一步追踪氮素去向。”

结果发现，土壤中的无机氮含量是高了，但在雨季时期，土壤氮素流失量显著增加。“施了调理剂，铵态氮更多转化成硝态氮，而硝态氮极易随水流失。”

因此，他们为雨季中的果园开出“新药方”：施了调理剂，还要配合施硝化抑制剂。

自此起，每年的3—7月，老姚家的芦柑园在施春梢和夏梢肥时，还会配施硝化抑制剂，减少硝态氮流失。同行们发现，老姚家的肥料施少了，但产量比之前的还好！

自此，张玉树团队大力推广基于果园土壤无机氮供应过程调控的柑橘氮肥减量增效施肥模式：在氮肥减量30%的条件下，配施土壤调理剂处理的芦柑和脐橙产量分别增加5.6%和6.3%；而同时配施土壤调理剂与硝化抑制剂的芦柑和脐橙产量分别增加8.0%和13.5%。

双峰山家庭农场也成了远近闻名的“领头雁”：每年辐射带动 永春芦柑 种植新技术示范点10个以上，已辐射带动近万亩芦柑种植。目前，该施肥模式在泉州、福州、南平等地柑橘园累计推广26万亩。

减“肥”增产的捷径

自然界中，有些作物主要吸收铵态氮或硝态氮，也因此被分类为喜铵作物或喜硝作物。

所谓“甲之蜜糖，乙之砒霜”。微观世界里的营养吸收，也需要投其所好。张玉树说，只要提高土壤中氮素供应形态与作物喜好的耦合程度，那无论是哪种作物，都能“对症下药”，从而科学提高土壤氮肥利用效率。

因此，他针对水稻、茶叶、马铃薯等作物的氮素形态喜好特征，分别制订了基于土壤无机氮供应过程调控的氮肥减量增效模式。

得益于此，一笔又一笔“生态账”“经济账”很快从四方传来：

水稻氮肥减量增效技术在泉州、三明、福州等地备受农户欢迎；茶叶氮肥减量增效技术在泉州、宁德、南平等地累计推广60万亩；马铃薯氮肥减量增效技术在宁德、三明、福州等地解决了实际问题……在氮肥减施20%~30%的条件下，茶叶、水稻和马铃薯分别平均增产8.5%、6.0%和7.5%以上，每亩新增经济效益从63元到248元不等。

这几年，张玉树团队深挖土壤中的秘密，在氮素的理论世界里尽情遨游——

他们发现了水田土壤独特保氮机制和影响水稻氮吸收的关键过程，明确了有机物料、农药等对土壤无机氮供应的影响，阐明了有机物料长期投入提高土壤无机氮供应能力，提出了通过调节土壤内部氮转化过程来提高土壤供氮能力、调节供氮形态……

随着土壤中氮素的面纱被揭开，更为科学的施肥蓝图也向农户们徐徐展开：畜禽粪便类有机肥、作物秸秆类有机物料等，也能轻松调控土壤无机氮形态；“秸秆还田，变废为宝”，还能阻止水田土壤中的氮“离家出走”；一些除草剂、杀虫剂还能成为喜铵作物的“好帮手”……

围绕“增强土壤无机氮供应能力，提高氮素供应形态与作物氮形态喜好的耦合程度”这一项目研究，张玉树团队与南京师范大学、英国洛桑试验站、德国吉森大学等高校和科研院所开展长期合作研究，取得显著科研成果：共获授权国家发明专利2件，发表论文48篇。同行专家评审认为，该研究成果整体达到同类研究国际先进水平。

他们仍然在探索土壤中氮素秘密的路上，“目前我们调节土壤氮转化过程的手段还不够多，今后还需进一步创新调控技术，提高氮肥利用效率，同时还需进一步监测调控技术对土壤质量的影响”。

那是一道又一道专业且未知的门槛，但并非不可跨越。“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！”（记者 林霞）

化肥减施的实质是什么

1、减肥原理简介

利用测土配方施肥技术实现各种养分平衡供应，达到提高肥料利用率和减少用量、提高产量、改善品质、节支增收的目的。

2、技术指标体系

根据土壤和肥料的基础养分供应特征、农学效率与产量效益反应关系，建立了基于产量效益反应和农学效率的推荐施肥配方技术体系。

3、减肥指标

实行常规耕作测土配方施肥与农户常规施肥相比，玉米减少化肥1.5公斤/亩、大豆减少化肥1公斤/亩、水稻减少化肥2公斤/亩;施用农家肥1-3吨/亩或秸秆连续还田耕作测土配方施肥与农户常规施肥相比，玉米底肥减少化肥2-8公斤/亩、大豆减少化肥2-5公斤/亩、水稻底肥减少化肥3-5公斤/亩。

4、施肥方式

（1）推行旱田作物分层侧深施肥技术

采用大型联合播种机械实行种下分层、定量、定位侧深施肥，提高保苗率和肥料利用率。

（2）推行水稻侧深施肥技术

水稻插秧同步测深施肥，采用侧深施肥插秧机将专用肥一次性定量、定位，距秧苗根侧3厘米、深5厘米施入。减少流失，提高利用率。

（3）推行缓、控释肥等新型肥料的免追肥、少追肥技术。

二、有机养分替代技术

1、概述

通过增加有机肥施用、农作物秸秆还田措施，增加对土壤的养分归还量，提升土壤肥力水平，相应减少的化学肥料投入。

2、减肥原理

（1）增加对土壤的养分归还量替代化肥，提高化肥利用率、促进土壤养分平衡。

3、技术体系

（1）有机肥替代

①新型有机肥与化肥混施

一是黄腐酸类颗粒肥料、腐殖酸类颗粒肥料、氨基酸类颗粒肥料10-20公斤/亩与化肥底肥掺混做底肥。二是有机无机复合肥料做底肥。

②精致商品生物有机肥与化肥配施

精致商品生物有机肥200-500公斤/亩，以夹肥的方式做基肥与化肥配合施用。

③自沤制农家肥抛洒

用秸秆为主要原料或秸秆粪污为主要原料沤制的秸秆基质有机肥、秸秆肥，每亩表面撒施用量1.0-3.0吨，第一年替代底肥40%-60%，连续两年施肥替代80%-100%底肥，正常追肥。

（2）玉米秸秆还田替代

①秸秆翻埋与碎混还田

还田需调整碳氮比，采用速效氮肥，亩用量2-4公斤。化肥减施需要连续2年的秸秆还田后进行，主要减少底肥，先减磷钾后减氮。

②秸秆覆盖还田

覆盖还田方式是宽窄行栽培归行还田、免耕覆盖还田、错时深松覆盖还田。

（3）水稻秸秆还田

采取三种方式，一是水稻秸秆翻压还田;二是（旱）旋耕埋草还田;三是搅浆整地直接还田。

三、改善耕作技术

1、减肥耕作技术

根据黑土耕地的特点，能够减肥的成熟耕作技术包括深翻、深松、免耕、大垄及秸秆还田耕作等技术。

（1）深翻耕作

适用于平洼耕地秋整地，深松耕作，深度28-32厘米，打破犁底层。

（2）少耕、免耕耕作

秸秆覆盖少耕、免耕耕作都可以实行双层施肥方式，同时采取中耕深松配合追肥的技术措施，中耕深松深度以不伤根、不起垡为标准，一般15-25厘米。

（3）大垄耕作

扩大垄距或采用110厘米、130厘米大垄增大“土壤库”，有利于土壤蓄墒供墒，可提高化肥利用率。

2、减肥原理

深翻、深松和大垄耕作在于增加了土壤库，增强了土壤供肥能力。少、免耕耕作在于借助黑土特性，经多年连续作业后改善了土壤的理化性质。

3、技术体系

耕作技术体系在于建立与轮作、秸秆还田相配套的黑土保护技术耕作制度，目前成熟的耕作制度是“一翻两免”的“三、三”耕作制度。

四、精准定位施肥

1、概述

精准定位施肥包括定位施肥类型、养分比例、施肥用量、施肥位置、施肥时间和施肥方法。

2、减肥原理

协调农作物需肥规律、土壤供肥盈缺和肥料补充三者的平衡关系，减少肥料养分在土壤中的流失，提高化肥利用率。

3、技术体系

（1）施肥类型

包括速效普通化肥、缓控释肥料、生物菌剂（肥）、中微量元素肥料、土壤改良剂、叶面肥料、水溶肥料。

（2）养分比例

包括肥料的营养结构和速效、缓控释肥料比例。

（3）施肥时间

在监测农作物生育时期养分丰缺预判的基础上确定的施肥时间。

（4）施肥方法

包括秋深施肥、双层施肥、侧深施肥、拌种肥、叶面肥、冲施肥、水肥一体化等。

五、施用新型肥料

1、概述

所谓新型肥料一般经过新的特别改进加工后，改善了肥料形态和功能的肥料，如缓释化肥、控释化肥、生物菌剂及衍生物产品、土壤改良剂等。

2、减肥原理

新型肥料通过影响土壤、肥料、作物对养分促进或抑制性的控制，改善了肥料的功能和功效，从而降低了肥料的养分流失，达到提高化肥利用率、减少肥料对耕地面源污染的目的。

（1）影响土壤养分类型

化学制剂多是氮肥抑制剂，生物菌剂多为解磷解钾菌剂和土壤益生菌剂，生物制剂多为有机活性物质和土壤“酶”制剂，如“田美乐”土壤改良剂产品等。

（2）控制肥料养分释放类型

改性肥料类如“脲甲醛”类肥料，物理包裹类如缓释复合肥和控释尿素，阻断抑制类如脲酶抑制剂等。

（3）作物养分吸收类型

通过促进或抑制作物生育影响作物对养分的利用。化学激素类型如“化控剂”、“促熟剂”“促长激素”等;生物类型如“云苔素内脂”“金禾苗植物酵素营养液”等。

六、节肥栽培技术

1、概述

通过栽培措施合理减少非收获物养分需求在栽培技术上是可行措施。

2、技术体系

（1）节肥品种

选择经济系数高的品种，如收敛性矮秆品种。

（2）“化控”降低植株高度，减少茎叶生物量

化控措施既能防止倒伏，也能降低茎叶的生物产量，减少对养分的需求量。

（3）减少无效分蘖，提高结实率

水稻通过浅湿干灌溉、合理密植等措施可以降低无效分蘖，提高结实率，降低空瘪率，间接减少肥料用量;玉米合理密植可以降低空秆率和秃尖率，增加百粒重，能间接降低施肥量。

（4）大垄栽培与比空栽培

大垄栽培、比空栽培、宽窄行栽培等通透栽培措施，相当于增加了“土壤库”，提高土壤水分、养分供应能力，也提升了作物对土壤养分的吸收能力，改善了土壤供肥与作物需肥的平衡性。

（5）合理轮作

不同种类的作物的施肥量和需肥养分结构的差别，也是促进土壤养分平衡需要和防止连作秸秆根系“自毒”作用的需要，对生理病害、病虫害防治也有意义。